נבחרת ה-iGEM של אוניברסיטת אביב פיתחה תוכנה חדשה' שצפויה להוזיל משמעותית את עלויות היצור והפיתוח של מוצרים ביוטכנולוגים. הנבחרת פיתחה טכנולוגיה חדישה שתאפשר להחדיר גנים ליצורים חיים ולשמור על שרידותם לאורך זמן, ובכך להפחית עלויות ולאפשר ייצור תעשייתי רחב היקף של תרופות, תוצרים לתעשיית המזון, ביו-סנסורים ועוד.
אייג'ם (iGEM) היא תחרות עולמית בתחום הביולוגיה הסינתטית (הנדסה תוך תאית) שבמסגרתה כל צוות הוגה רעיון ומממש אותו בדומה להקמת חברת הזנק. חבר השופטים מורכב בדרך כלל ממדענים מובילים בתחום.
הפיתוח זיכה את הנבחרת של אוניברסיטת תל אביב בין השאר במקום הראשון בקטגוריה של פיתוח התוכנה הטובה ביותר, במקום שני בפרס ה- Foundational advance (הניתן עבור הצעה של פתרונות לבעיות יסודיות בתחום הביולוגיה הסינתטית) ובמדליית זהב. כמו כן, הנבחרת של אוניברסיטת תל אביב עקפה בדירוג הכללי נבחרות סטודנטים מהאוניברסיטאות הטובות ביותר בעולם, בהן: Cornell, Harvard, MIT, Stanford. c. באוניברסיטה אמרו כי מדובר בהישג היסטורי שלא הושג בשנים האחרונות על ידי אף קבוצה ישראלית.
הנבחרת של אוניברסיטת תל אביב, בהנחיית ראש המעבדה לביולוגיה מערכתית, סינתטית וחישובית, מהפקולטה להנדסה ע"ש פליישמן, פרופ' תמיר טולר, כללה 12 סטודנטיות וסטודנטים מצטיינים מהפקולטות להנדסה, לרפואה, למדעי החיים ולמדעים מדויקים: קרין סיונוב (קפטנית הנבחרת), מתן ארבל (ראש צוות ביולוגיה), איתמר מנוחין (ראש צוות מידול), ניב עמיתי, הדר בן שושן, נועה קרייצר, בר גליקשטיין, דורון נאקי, עומר אדגר, איתי קציר, דויד קניגסברגר ועינב סעדיה.
מבעיה לפתרון מהפכני
ההנדסה הגנטית מבוססת על היכולת להכניס גנים מיצור אחד ליצור אחר. בעזרת היכולת להעביר את אותן הוראות ייצור לאורגניזם אחר, כמו חיידקים למשל, ניתן לייצר כמויות גדולות של חומרים ביולוגים, כגון תרופות, תוצרים לתעשיית המזון, ביו-סנסורים ועוד. האתגר בתהליך זה הוא ההתמודדות עם חוסר היציבות של הגנים שמועברים לאורגניזם החדש ואשר עשויים בשל כך לאבד תוך זמן קצר את הפונקציונליות שלהם. בעיית היציבות של הגנים המהונדסים גנטית נובעת מכך שהם לא מקנים שום יתרון לאותו יצור שאליו הכנסנו אותם. לכן בתהליך טבעי של אבולוציה, הגן ישחק עד שימחק.
צוות ה-iGEM של אוניברסיטת תל אביב החליט לשים לו למטרה לפצח את האתגר ולפתח טכנולוגיה חדשה שתאפשר לגנים "המועברים" לשמור על יציבות ופעילות לאורך זמן. קפטנית הנבחרת, קרין סיונוב, בעלת תואר ראשון בהנדסה ביו-רפואית מסבירה שהרעיון שלהם היה להצמיד פיזית את גן "המטרה" לגן החיוני של אותו יצור, ובכך למנוע מצב שהגן החדש נעלם, כיוון שכל פגיעה בגן המטרה, בהכרח תגרום לפגיעה בגן החיוני לשרידות היצור.
במהלך התחרות חברי הנבחרת הצליחו להוכיח בניסיונות מעבדה שהפתרון שהם מציעים ישים, ואכן בעקבות כך, הקבוצה פיתחה שיטה חדשנית למדידה של יציבות גנומית בעזרת טכנולוגיה לריצוף דנא ופרוטוקול שמתואם לצורך. הפרוטוקול מאפשר לבדוק יציבות של גנים זרים בצורה רחבת היקף, כלומר על אלפי רצפים וגנים שונים בבת אחת. כלי חשוב בפיתוח מהיר ויעיל בצורה תעשייתית.
כמו כן, על מנת לבדוק שאכן התוכנה שבנו פועלת כראוי, בדקו הסטודנטים את ההתאמה בין התוצאות שקיבלו מהניסוי הפיזי שביצעו במעבדה, לתוצאות שהתוכנה ניבאה. בכך, הצליחו חברי הקבוצה להוכיח את יעילות המוצר שבנו, ולפיו בהינתן גן מטרה ואורגניזם מסוים, תוכל התוכנה להציע את הפתרון האופטימלי לחיבור בין גן המטרה לגן חיוני של האורגניזם הנבחר.
בעקבות הצלחת הפיתוח, פרופ' טולר והנבחרת השיגו בקשת פטנט על השיטה. פרופ' תמיר טולר סיכם: "מדובר בהישג מרשים ביותר שמראה שאוניברסיטת תל אביב מובילה ומצטיינת בתחום הביולוגיה הסינתטית לא רק בישראל אלא בעולם כולו. אחת ההוכחות לעוצמת ההישג באה לידי ביטוי גם בהתעניינות מצד חברה שוויצרית שכבר העבירה לנו תרומה לתמיכה ברעיון ומתכוונת ללוות אותנו בהמשך הדרך למסחור הרעיון".
